德國多特蒙德，艾爾默斯公司（elmos）日前宣布推出系列的“智能家居”解決方案。該家族系列包括基于熱釋電傳感器的被動式人體傳感器（PIR）、智能家居KNX總線網絡、煙霧報警以及可以實現手勢識別的主動式光電傳感器技術（HALIOSTM）。
圖1: elmos 智能家居解決方案
此次推出的elmos智能家居解決方案，可對室內的照明系統采取選擇性工作模式，當有人進入房間的時候，相應的燈光能夠自動開啟，而沒有人在房間則保持關閉狀態。該產品還可應用于房間的空調和暖通領域。
智能家居應用中的一個重要產品是熱釋電被動紅外技術，此類傳感器是以非接觸形式對人體發出的紅外輻射進行檢測，并將其轉換為電壓信號。elmos公司此次推出的高集成化、高可靠性的半導體芯片E931.97、E910.97，可將模擬的電壓信號再轉換成數字信號，并進行濾波和后續的運算處理，最終輸出一個有用的開關量信號（或者是一列數字信號）到負載或者是單片機系統，從而實現個性化的功能。
圖2：智能探頭最簡化應用
圖2是智能探頭E931.97的一個最簡化的應用，相比傳統分立元器件的方案，該方案的元器件總數非常少，只需6個器件就可以搭建一個完整的應用電路。這樣可以大大減少元器件采購、倉儲成本，特別是大大縮減了PCB面積，產品更加精致和緊湊，同時又降低了產品的生產和測試費用，節約了大量勞動力成本。在電氣性能方面，由于采用了高集成度的半導體技術，外部線路非常簡單，降低了布線難度，使得產品具有很好的抗射頻干擾的能力。除了這些方面外，該芯片還預留了多個用戶設定的功能，用戶可根據產品的實際情況做出個性化配置。
elmos為這款芯片提供了兩種封裝形式，一種是SO14的封裝，像其他IC器件一樣把芯片和敏感元件分開使用以外。同時，我們也提供體積非常微小的裸芯片，用戶可結合人體被動紅外傳感器技術和現代半導體技術，在不改變原有傳感器結構的情況下，將高度集成化的半導體芯片封裝在探頭內部，造就智能型熱釋電傳感器家族系列。
圖3：集成了敏感元件和半導體芯片的智能探頭結構框圖
圖3是智能型熱釋電探頭的結構示意圖，可以看出，這個探頭包括濾光片，熱釋電陶瓷(Pyro-ceramic)和外殼，其余所有的功能都可通過一個面積極其微小的半導體芯片（E931.97或E910.97）來實現。該芯片集成了所有被動式人體紅外（PIR）感應電路所有電氣功能。芯片的輸入端是一個輸入阻抗非常高的差分輸入，熱釋電材料可以和它直接相連接。被敏感元件識別的人體移動信號輸入到芯片內部之后，立刻通過一個16位的ADC轉換成數字信號，然后送入二階巴特沃茲濾波器進行濾波。在芯片內部，經過處理后的信號再通過比較器和觸發邏輯電路和預先設定好的靈敏度門檻電平值進行比較，最后輸出所期望的脈沖電平信號。在這個過程中，所有的信號都經過了數字化處理，具有良好的抗噪聲和抗射頻信號能力。
圖4是采用E931.97芯片制作的一款智能探頭產品，除去智能探頭，外面只需要連接3個元器件（不包括電池）就可構成一個實際的應用電路。在此基礎上，還可進行其他功能的擴展。如，把第2腳OEN引腳連接到光敏元器件上，可實現晝夜不同的工作模式白天對人體的移動不產生響應，只有當夜幕來臨才進入工作狀態。另外，給定OT引腳不同的模擬電平值可調節輸出的脈寬持續時間。
圖4：智能探頭典型應用電路
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